DE10100216A1

DE10100216A1 - Unidirectional ball coupling

Info

Publication number: DE10100216A1
Application number: DE10100216A
Authority: DE
Inventors: Miguel I Avila
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: DE10100216B4; US6231475B1

Abstract

Eine unidirektionale Kugelkupplung (100) umfaßt einen Sperrkranz (102), einen Lagerträgerkranz (120) und eine Spulenanordnung (132), die alle auf einer Welle (110) angeordnet sind. Zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) ist ein Lagerkanal (127) ausgebildet. Vorzugsweise ist der Lagerkanal (127) mit einem Abschnitt (129) mit konstanter Breite ausgebildet, der zu einem Abschnitt (131) mit abnehmender Breite führt. Zumindest ein Kugellager (126) ist in dem Lagerkanal (127) zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) angeordnet. Wenn die Spulenanordnung (132) angeregt wird, wird der Lagerträgerkranz (120) magnetisch mit der Spulenanordnung (132) gekoppelt. Demgemäß wird, wenn der Sperrkranz (102) in einer Richtung relativ zu dem Lagerträgerkranz (120) gedreht wird, das Lager in dem Abschnitt (131) mit abnehmender Breite des Lagerkanals (127) selbst eingekeilt und verhindert jegliche relative Drehbewegung zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120). Jedoch kann sich der Sperrkranz (102) in der entgegengesetzten Richtung in bezug auf den Lagerträgerkranz (120) drehen. Wenn die Bremsen betätigt sind, ist der Energiefluß zu der Spulenanordnung (132) unterbrochen, wobei der Trägerkranz (120) freigegeben wird, so daß sich der Sperrkranz (102) drehbar in jeder Richtung bezüglich des Lagerträgerkranzes (120) bewegen kann. Die Kugelkupplung (100) verhindert daher, daß ein Automatikgetriebe (164) aus einer Parkstellung ...A unidirectional ball coupling (100) comprises a locking ring (102), a bearing bracket ring (120) and a coil arrangement (132), all of which are arranged on a shaft (110). A bearing channel (127) is formed between the locking ring (102) and the bearing bracket ring (120). The bearing channel (127) is preferably formed with a section (129) with a constant width, which leads to a section (131) with a decreasing width. At least one ball bearing (126) is arranged in the bearing channel (127) between the locking ring (102) and the bearing bracket ring (120). When the coil assembly (132) is excited, the bearing support ring (120) is magnetically coupled to the coil assembly (132). Accordingly, when the ratchet ring (102) is rotated in a direction relative to the bearing bracket ring (120), the bearing is wedged into the portion (131) as the width of the bearing channel (127) decreases and prevents any relative rotation between the ratchet ring (102 ) and the bearing bracket (120). However, the locking ring (102) can rotate in the opposite direction with respect to the bearing bracket ring (120). When the brakes are applied, the flow of energy to the spool assembly (132) is interrupted, releasing the carrier ring (120) so that the locking ring (102) can rotate in any direction with respect to the bearing carrier ring (120). The ball coupling (100) therefore prevents an automatic transmission (164) from a parking position ...

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft elektromechanische Sperrmechanismen für Fahrzeuggetriebe.The present invention relates to electromechanical locking mechanisms for vehicle transmissions.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Viele heutzutage erhältliche Fahrzeuge sind mit einem Sicherheitsmecha nismus ausgerüstet, der verhindert, daß ein Automatikgetriebe in einen Gang geschaltet werden kann, wenn der Fahrer das Bremspedal nicht drückt. Dieses Sicherheitsmerkmal verhindert, daß ein Fahrzeug unbeab sichtigt in einen Gang geschalten wird, wenn sich der Fahrer außerhalb des Fahrzeugs befindet oder wenn er oder sie zum Fahren noch nicht be reit ist.Many vehicles available today have a safety mechanism equipped, which prevents an automatic transmission in one Gear can be shifted if the driver does not press the brake pedal presses. This security feature prevents a vehicle from unintentionally is shifted into gear when the driver is outside of the vehicle or if he or she is not yet ready to drive is riding.

Getriebesperreinrichtungen des derzeitigen Standes der Technik umfassen Vorrichtungen, wie beispielsweise Mechanismen vom Ratschentyp oder Sperrstiftmechanismen. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt, daß diese alternativen Getriebesperreinrichtungen zahlreiche Teile und Kom ponenten umfassen, welche die Herstellungszeit und Produktionskosten erhöhen. Überdies neigen sie aufgrund der Menge an bewegbaren Teilen, die in diesen alternativen Getriebesperreinrichtungen enthalten sind, zum Klappern, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, und somit zur Erhöhung des Geräusches im Fahrer-/Passagierraum. Prior art transmission locking devices include Devices such as ratchet type mechanisms or Locking pin mechanisms. The present invention takes into account that these alternative transmission locking devices have numerous parts and com Components include the manufacturing time and cost increase. Moreover, due to the amount of moving parts, they tend which are included in these alternative transmission locking devices for Rattling when the vehicle is in motion and thus increasing the noise in the driver / passenger compartment.

Die vorliegende Erfindung hat diese Nachteile des Standes der Technik er kannt und die unten offenbarten Lösungen für einen oder-mehrere Mängel des Standes der Technik vorgesehen.The present invention has these disadvantages of the prior art knows and the solutions disclosed below for one or more shortcomings of the prior art.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Eine unidirektionale Kugelkupplungsanordnung zum Gebrauch in einem Fahrzeuggetriebesperrsystem umfaßt einen Sperrkranz und einen Lager trägerkranz, der so bemessen ist, daß er zumindest teilweise in den Sperrkranz aufgenommen werden kann. Zwischen dem Sperrkranz und dem Lagerträgerkranz ist ein Lagerkanal hergestellt, und es ist zumindest ein Kugellager innerhalb des Lagerkanals angeordnet. Der Lagerkanal ist so konfiguriert, daß bewirkt wird, daß das Kugellager verhindert, daß sich der Sperrkranz in bezug auf den Lagerträgerkranz in einer ersten Rich tung drehen kann.A unidirectional ball coupling assembly for use in one Vehicle transmission locking system includes a locking ring and a bearing support ring, which is dimensioned so that it at least partially in the Barrier wreath can be included. Between the wreath and a bearing channel is made to the bearing support ring, and at least it is a ball bearing is arranged within the bearing channel. The storage channel is configured to cause the ball bearing to prevent the locking ring with respect to the bearing bracket ring in a first direction tung can turn.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lagerkanal zwischen einer Nockenfläche, die durch den Sperrkranz definiert ist, und eine Außenflä che hergestellt, die durch den Lagerträgerkranz definiert ist. Der Lagerka nal umfaßt auch einen Abschnitt mit konstanter Breite und einen Ab schnitt mit variabler Breite. Vorzugsweise bildet der Sperrkranz eine Boh rung, der Lagerträgerkranz bildet eine Bohrung und der Sperrkranz und der Lagerträgerkranz sind auf einer Welle angeordnet, die so bemessen ist, daß sie in beiden Bohrungen aufnehmbar ist.In a preferred embodiment, the storage channel is between one Cam surface, which is defined by the locking ring, and an outer surface che, which is defined by the bearing bracket. The Lagerka nal also includes a constant width section and an ab cut with variable width. The locking ring preferably forms a boh tion, the bearing bracket ring forms a hole and the locking ring and the bearing bracket ring are arranged on a shaft that is dimensioned so that it is receivable in both holes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Kupplungsanordnung auch eine Spulenanordnung benachbart des Lagerträgerkranzes. Die Spulenanordnung kann angeregt werden, um eine relative Bewegung zwi schen dem Lagerträgerkranz und der Spulenanordnung zu verhindern, und die Spulenanordnung umfaßt zumindest einen Rahmen, der um die Welle angeordnet ist, und eine Spule in einer umgebenden Beziehung mit dem Rahmen. Überdies bildet der Lagerträgerkranz einen Lagerhal teflansch, um das Lager in dem Lagerkanal zu halten. Der Lagerhal teflansch ist, wenn die Spule angeregt wird, mit der Spulenanordnung magnetisch gekoppelt, um zu verhindern, daß sich der Lagerträgerkranz relativ zu der Spulenanordnung bewegt. Vorzugsweise umgibt ein Spulen gehäuse die Spule und den Rahmen, und eine Verbindungsstange er streckt sich von dem Sperrkranz. Die Verbindungsstange ist mechanisch mit einer Getriebesteuerverbindung gekoppelt, die ihrerseits mechanisch mit einem automatischen Getriebe gekoppelt ist.In a preferred embodiment, the clutch assembly comprises also a coil arrangement adjacent to the bearing support ring. The Coil arrangement can be excited to a relative movement between prevent the bearing support ring and the coil arrangement, and the coil assembly includes at least one frame that wraps around the Shaft is arranged, and a coil in a surrounding relationship with the frame. In addition, the bearing bracket ring forms a bearing neck flange to hold the bearing in the bearing channel. The Lagerhal teflansch is when the coil is excited with the coil assembly magnetically coupled to prevent the bearing bracket moved relative to the coil assembly. A coil preferably surrounds housing the coil and frame, and a connecting rod stretches from the wreath. The connecting rod is mechanical coupled with a transmission control connection, which in turn is mechanical is coupled with an automatic transmission.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine unidi rektionale Kugelkupplung zumindest einen Lagerkanal, der zwischen zwei konzentrischen Kränzen hergestellt ist. Der Lagerkanal besitzt einen Ab schnitt mit konstanter Breite, der zu einem Abschnitt mit variabler Breite führt, und zumindest ein Lager ist in dem Lagerkanal angeordnet. Das La ger wirkt mit beiden Abschnitten zusammen, um eine Drehbewegung zwi schen den beiden konzentrischen Kränzen in einer ersten Richtung zu verhindern und eine Drehbewegung zwischen den Kränzen in einer zwei ten Richtung zuzulassen.In another aspect of the present invention, a unidi Rectional ball coupling at least one bearing channel between two concentric wreaths is made. The storage channel has an Ab cut with constant width, leading to a section with variable width leads, and at least one bearing is arranged in the storage channel. The La ger interacts with both sections to prevent a rotary movement between between the two concentric rings in a first direction prevent and a rotational movement between the wreaths in a two direction.

Bei einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein elektromechanisches Getriebesperrsystem eine Fahrzeugenergieversor gung, einen Zündschalter, der mit der Fahrzeugenergieversorgung elek trisch gekoppelt ist, ein Bremspedal, eine Kugelkupplung, die mit dem Zündschalter und dem Bremspedal elektrisch gekoppelt ist, und ein Au tomatikgetriebe, das mit der Kugelkupplung mechanisch gekoppelt ist.In yet another aspect of the present invention, a electromechanical transmission lock system a vehicle energy supplier gung, an ignition switch that elek with the vehicle power supply trisch is coupled, a brake pedal, a ball coupling that with the Ignition switch and the brake pedal is electrically coupled, and an Au automatic transmission that is mechanically coupled to the ball coupling.

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.The present invention will now be exemplified with reference to FIG the accompanying drawings are described.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Fig. 1 ist eine Explosionsansicht im Schnitt der unidirektionalen Kugelkupplung. Fig. 1 is an exploded sectional view of the unidirectional ball coupling.

Fig. 2 ist eine Gesamtansicht im Schnitt, die zeigt, wie die unidi rektionale Kugelkupplung in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn sperrt. Fig. 2 is an overall sectional view showing how the unidirectional ball coupling locks in the counterclockwise direction.

Fig. 3 ist eine Gesamtansicht im Schnitt, die zeigt, wie sich die unidirektionale Kugelkupplung in einer Richtung im Uhr zeigersinn frei bewegt. Fig. 3 is an overall sectional view showing how the unidirectional ball coupling freely moves in a clockwise direction.

Fig. 4 ist eine Detailansicht eines Abschnittes, der in Fig. 2 durch Kreis 4 gezeigt ist, und Fig. 4 is a detailed view of a portion shown by circle 4 in Fig. 2 and

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das ein typisches elektromechani sches Getriebesperrsystem darstellt. FIG. 5 is a block diagram illustrating a typical electromechanical transmission lock system.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION

In Fig. 1 ist eine unidirektionale Kugelkupplung gezeigt, die allgemein mit 100 bezeichnet ist. Fig. 1 zeigt, daß die unidirektionale Kugelkupplung 100 einen allgemein zylindrischen Sperrkranz 102 aus Kunststoff oder be vorzugter aus Metall umfaßt, der einen Innenkanal 104 um eine Zen tralnabe 106 bildet. Fig. 1 zeigt, daß die Zentralnabe 106 eine Zentralboh rung 108 bildet, die so bemessen ist, daß eine Haltewelle 110 aufgenom men werden kann, die ein proximales Ende 112 und ein distales Ende 114 aufweist. Überdies ist eine Verschiebehebelverbindungsstange 116 mit dem Außenrand des Sperrkranzes 102 verkranzen, obwohl die Verbin dungsstange 116 einstückig mit dem Kranz 102 ausgebildet sein kann. Der Sperrkranz 102 stößt, wenn er über die Haltewelle 110 gesteckt wird, an eine Endkappe 118 an, die einstückig an dem proximalen Ende 112 der Welle 110 ausgebildet ist.In Fig. 1, a unidirectional ball coupling is shown, which is generally designated 100. Fig. 1 shows that the unidirectional ball coupling 100 comprises a generally cylindrical locking ring 102 made of plastic or be preferred made of metal, which forms an inner channel 104 around a Zen tralnabe 106 . Fig. 1 shows that the central hub 106 forms a Zentralboh tion 108 , which is dimensioned such that a holding shaft 110 can be taken up men, which has a proximal end 112 and a distal end 114 . Moreover, a shift lever connecting rod 116 is verkranzen with the outer edge of the lock ring 102, although the Verbin extension rod 116 may be formed integrally with the ring gear 102nd The locking ring 102 , when it is pushed over the holding shaft 110 , abuts an end cap 118 which is formed in one piece on the proximal end 112 of the shaft 110 .

Fig. 1 zeigt auch einen allgemein scheibenförmigen Lagerträgerkranz 120, der vorzugsweise aus Metall besteht und eine Zentralbohrung 122 ausbil det. Ein breiter Abschnitt 122a der Zentralbohrung 122 ist so bemessen, daß er über die Zentralnabe 106 des Sperrkranzes 102 paßt. Ein enger Abschnitt 122b der Zentralbohrung 122 nimmt auch die Haltewelle 110 auf. Ein Lagerhalteflansch 124 erstreckt sich radial auswärts von dem La gerträgerkranz 120. Demgemäß bedeckt der Flansch 124 den Innenkanal 104, wenn der Lagerträgerkranz 120 über der Zentralnabe 106 angebracht ist. Zusätzlich weist der Lagerträgerkranz 120 eine Außenfläche 125 mit einer zylindrischen Kontur auf (im Querschnitt kreisförmig, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, die unten diskutiert sind). Der Durchmesser der Au ßenfläche 125 ist so ausgebildet, daß der Lagerträgerkranz 120 den In nenkanal 104 teilweise füllt, wenn er über der Zentralnabe 106 ange bracht ist. Fig. 1 also shows a generally disc-shaped bearing support ring 120 , which is preferably made of metal and a central bore 122 ausbil det. A wide section 122 a of the central bore 122 is dimensioned such that it fits over the central hub 106 of the locking ring 102 . A narrow section 122 b of the central bore 122 also receives the holding shaft 110 . A bearing flange 124 extends radially outward from the bearing bracket rim 120 . Accordingly, the flange 124 covers the inner channel 104 when the bearing bracket rim 120 is attached over the central hub 106 . In addition, the bearing bracket rim 120 has an outer surface 125 with a cylindrical contour (circular in cross-section, as shown in FIGS. 2 and 3, discussed below). The diameter of the outer surface 125 is designed so that the bearing support ring 120 partially fills the inner channel 104 when it is brought over the central hub 106 .

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind drei Kugellager 126 vorzugsweise aus Metall in dem Innenkanal 104 zwischen dem Sperrkranz 102 und dem Lagerträgerkranz 120 angeordnet. Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß, wenn der Lagerträgerkranz 120 in dem Sperrkranz 102 angeordnet ist, dieser den Innenkanal 104 teilweise füllt und einen Lagerkanal 127 bildet, der drei identische Nockenflächen 128 aufweist. Jede Nockenfläche 128 er streckt sich entlang ihrer Länge radial einwärts. Jede Nockenfläche 128 kann gerade oder gekrümmt sein, d. h. kann mit einer teilweise spiralför migen Kontur ausgebildet sein. Die Nockenflächen 128 sind um den In nenkanal 104 herum gleichermaßen beabstandet. Überdies bildet der Sperrkranz 102 drei Nockenseiten 130, die zu dem Mittelpunkt der Halte welle 110 radial ausgerichtet sind. Demgemäß erstrecken sich die Nocken seiten 130 in den Innenkanal 104, um jede Nockenfläche 128 zu tren nen und jedes Lager 126 in einem jeweiligen Abschnitt des Innenkanales 104 zu halten.As shown in FIGS. 2 and 3, three ball bearings 126, preferably made of metal, are arranged in the inner channel 104 between the locking ring 102 and the bearing carrier ring 120 . Figs. 2 and 3 show that when the bearing support ring disposed in the locking collar 102 120, it fills the internal passage 104 in part and forms a bearing channel 127 which has three identical cam surfaces 128. Each cam surface 128 extends radially inward along its length. Each cam surface 128 can be straight or curved, ie can be formed with a partially spiral-shaped contour. The cam surfaces 128 are equally spaced around the inner channel 104 . In addition, the locking ring 102 forms three cam sides 130 which are radially aligned with the center of the holding shaft 110 . Accordingly, the cam sides 130 extend into the inner channel 104 to separate each cam surface 128 and to hold each bearing 126 in a respective section of the inner channel 104 .

In Fig. 4 sind die Einzelheiten des Innenkanales 104 gezeigt. Wie gezeigt ist, weist jeder Abschnitt des Lagerkanales 127 einen Abschnitt mit kon stanter Breite 129 und einen Abschnitt mit variierender Breite 131 auf, die zwischen einer einzelnen Nockenfläche 128 und der Außenfläche 125 des Lagerträgerkranzes 120 ausgebildet sind. Insbesondere weist der Ab schnitt 129 mit konstanter Breite innerhalb des Kanales 127 eine kon stante Breite 129a über einen Abstand auf, der in etwa gleich dem Durchmesser des Lagers 126 ist, das darin angeordnet ist. Jedoch beginnt an dem Ende des Abschnittes 129 mit konstanter Breite des Lagerkanales 127 der Abschnitt 131 mit variierender Breite. Wie gezeigt ist, nimmt die Breite 131a des Abschnittes 131 mit variierender Breite unmittelbar be nachbart des Abschnittes 129 mit konstanter Breite geringfügig ab und dann nimmt die Breite 131a weiterhin in Richtung, aber nicht notwendi gerweise die gesamte Strecke zu der nächsten Nockenseite 130 ab.In FIG. 4, the details of the inner channel 104 are shown. As shown, each portion of the bearing channel 127 has a constant width portion 129 and a varying width portion 131 formed between a single cam surface 128 and the outer surface 125 of the bearing bracket rim 120 . In particular, the section 129 with a constant width within the channel 127 has a constant width 129 a over a distance which is approximately equal to the diameter of the bearing 126 which is arranged therein. However, at the end of the section 129 with a constant width of the bearing channel 127, the section 131 with a varying width begins. As shown, the width 131 a of the section 131 with varying width immediately adjacent to the section 129 with constant width decreases slightly and then the width 131 a continues to decrease in the direction, but not necessarily, the entire distance to the next cam side 130 .

Wie auf der rechten Seite von Fig. 1 zur Vervollständigung der physikali schen Beschreibung der Kugelkupplung 100 gezeigt ist, ist eine Spulen anordnung 132 über dem distalen Ende 114 der Haltewelle 110 benach bart des Lagerträgerkranzes 120 angeordnet. Fig. 1 zeigt, daß die Spulen anordnung 132 einen Rahmen 134 umfaßt, der vorzugsweise aus Kunst stoff besteht und mit einer Zentralbohrung 135 ausgebildet ist. Der Rah men 134 umgibt die Welle 110, und eine I-förmige Einlage 136 ist um den Rahmen 134 angeordnet. In der Einlage 136 ist eine Ringspule 138 aufge nommen, und ein hohles und allgemein zylindrisches Spulengehäuse 140 umgibt und schützt die Spule 138. Das Gehäuse 140 kann mit dem Rah men 134 einstückig ausgebildet sein.As shown on the right-hand side of FIG. 1 to complete the physical description of the ball coupling 100 , a coil arrangement 132 is arranged above the distal end 114 of the holding shaft 110, next to the bearing bracket ring 120 . Fig. 1 shows that the coil assembly 132 comprises a frame 134 , which is preferably made of plastic and is formed with a central bore 135 . The frame men 134 surrounds the shaft 110 , and an I-shaped insert 136 is arranged around the frame 134 . In the insert 136 , a ring coil 138 is taken up, and a hollow and generally cylindrical coil housing 140 surrounds and protects the coil 138 . The housing 140 may be integrally formed with the frame men 134 .

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Federklammer 142 über dem distalen En de 114 der Haltewelle 110 angebracht, um den Sperrkranz 102, den La gerträgerkranz 120 und die Spulenanordnung an der Haltewelle 110 rich tig an der Stelle zu halten.As shown in Fig. 1, a spring clip 142 is attached over the distal end de 114 of the support shaft 110 to hold the locking collar 102 , the bearing support collar 120 and the coil assembly on the support shaft 110 properly in place.

In Fig. 5 ist ein elektromechanisches Getriebesperrsystem gezeigt, das all gemein mit 150 bezeichnet ist und die Kugelkupplung 100 der vorliegen den Erfindung umfaßt. Fig. 5 zeigt, daß das Sperrsystem 150 eine Fahr zeugenergieversorgung 152 umfaßt, die elektrisch mit einem Zündschalter 154 über eine elektrische Leitung 156 gekoppelt ist. Die Kugelkupplung 100, und insbesondere die Spule 138 ist mit dem Zündschalter 134 über eine elektrische Leitung 158 und mit einem Bremspedal 160 über eine elektrische Leitung 162 elektrisch gekoppelt. Fig. 5 zeigt auch, daß die Kugelkupplung 100 mit einem Automatikgetriebe 164 über eine Getriebe steuerverbindung 166 mechanisch gekoppelt ist, die ihrerseits mit der Verschiebehebelverbindungsstange 116 mechanisch gekoppelt ist.In Fig. 5, an electro-mechanical transmission lock system is shown, which is common to all designated 150 and the ball coupling 100 of the present invention comprises the. Fig. 5 shows that the locking system 150 includes a driving power supply 152 which is electrically coupled to an ignition switch 154 via an electrical line 156 . The ball coupling 100 , and in particular the coil 138, is electrically coupled to the ignition switch 134 via an electrical line 158 and to a brake pedal 160 via an electrical line 162 . Fig. 5 also shows that the ball coupling 100 is mechanically coupled to an automatic transmission 164 via a transmission control connection 166 , which in turn is mechanically coupled to the shift lever connecting rod 116 .

BETRIEBBUSINESS

Wie in den Fig. 1 bis 5 gemeinsam gezeigt ist, wird, wenn der Zündschal ter 154 angeschaltet ist und das Fahrzeug parkt, Energie an die Kugel kupplung 100 geliefert. Demgemäß wird die Spule 138 angeregt. Wenn die Spule 138 angeregt ist, wird der Flansch 124 durch die magnetische An ziehungskraft dazwischen eng an der Spulenanordnung 132 gehalten. Mit anderen Worten kann sich, wenn die Spule 138 angeregt ist, der Lager kranz 120 nicht drehen.As shown in FIGS. 1 to 5 together, when the ignition switch 154 is turned on and the vehicle is parked, energy is supplied to the ball clutch 100 . Accordingly, the coil 138 is excited. When the coil 138 is excited, the flange 124 is held tightly to the coil assembly 132 by the magnetic attraction force therebetween. In other words, when the coil 138 is excited, the bearing ring 120 cannot rotate.

Demgemäß wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs versucht, das Automa tikgetriebe 164 in einen Gang zu schalten, jedes Kugellager 126 in dem Abschnitt 131 mit variabler Breite des Lagerkanales 127 zwischen der Nockenfläche 128 und der Außenfläche 125 des Lagerträgerkranzes 120 eingekeilt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dies verhindert, daß sich der Sperr kranz 102 in der Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn drehen kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Jedoch liegt, wenn die Spule 138 immer noch angeregt ist und der Sperrkranz in der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist, jedes Kugellager 126 an seiner je weiligen Nockenseite 130. Jedes Lager 126 bleibt in dem Abschnitt 129 mit konstanter Breite des Lagerkanales 127, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wo durch zugelassen wird, daß sich der Sperrkranz 102 in der Richtung im Uhrzeigersinn drehen kann.Accordingly, when the driver of the vehicle attempts to shift the automatic transmission 164 into gear, each ball bearing 126 is wedged in the variable width portion 131 of the bearing channel 127 between the cam surface 128 and the outer surface 125 of the bearing bracket rim 120 as shown in FIG. 2 is shown. This prevents the locking ring 102 from rotating in the counterclockwise direction as shown in FIG. 2. However, when the coil 138 is still energized and the ratchet ring is rotated clockwise as shown in FIG. 3, each ball bearing 126 is on its respective cam side 130 . Each bearing 126 remains in the constant width section 129 of the bearing channel 127 , as shown in FIG. 3, by which the ratchet 102 is allowed to rotate in the clockwise direction.

Wenn die Bremse 160 gedrückt wird, ist die Energieversorgung zu der Spule 138 unterbrochen, wobei der Lagerträgerkranz 120 von der Spulen anordnung 132 freigegeben und zugelassen wird, daß sich dieser mit dem Sperrkranz 102 frei drehen kann. Dies erlaubt, daß das Automatikgetriebe 164 in einen Gang geschaltet werden kann.When the brake 160 is pressed, the power supply to the coil 138 is interrupted, the bearing bracket 120 being released from the coil assembly 132 and being allowed to rotate freely with the locking ring 102 . This allows the automatic transmission 164 to be shifted into gear.

Zu der oben beschriebenen Konfiguration des Aufbaues sei angemerkt, daß eine unidirektionale Kugelkupplung verhindern kann, daß das Auto matikgetriebe 164 aus einer Parkstellung in einen Gang geschaltet werden kann, sofern der Fahrer das Bremspedal I60 nicht drückt. Andererseits ist der Fahrer in der Lage, das Automatikgetriebe 164 von irgendeinem anderen Gang in die Parkstellung ohne Drücken des Bremspedales 160 zu schalten.Regarding the configuration of the structure described above, it should be noted that a unidirectional ball coupling can prevent the automatic transmission 164 from being shifted into a gear from a parking position, provided the driver does not press the brake pedal I60. On the other hand, the driver is able to shift the automatic transmission 164 from any other gear to the park position without pressing the brake pedal 160 .

Claims

1. Unidirektionale Kugelkupplungsanordnung zum Gebrauch in einem Fahrzeuggetriebesperrsystem, mit: einem Sperrkranz (102); einem Lagerträgerkranz (120), der so bemessen ist, daß er zumin dest teilweise in dem Sperrkranz (102) aufnehmbar ist; einem Lagerkanal (127), der zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) ausgebildet ist; und zumindest einem Kugellager (126), das in dem Lagerkanal (127) angeordnet ist, wobei der Lagerkanal (127) so konfiguriert ist, um zu bewirken, daß das Kugellager (126) eine Drehung des Sperrkranzes (102) in bezug auf den Lagerträgerkranz (120) in einer ersten Rich tung verhindert.1. A unidirectional ball coupling assembly for use in a vehicle transmission lockout system, comprising: a locking ring ( 102 ); a bearing support ring ( 120 ) which is dimensioned such that it can at least partially be accommodated in the locking ring ( 102 ); a bearing channel ( 127 ) formed between the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ); and at least one ball bearing ( 126 ) disposed in the bearing channel ( 127 ), the bearing channel ( 127 ) being configured to cause the ball bearing ( 126 ) to rotate the locking ring ( 102 ) with respect to the bearing bracket ring ( 120 ) prevented in a first direction.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Lagerkanal (127) zwischen einer Nockenfläche (128), die durch den Sperrkranz (102) definiert ist, und eine Außenfläche (125) ausgebildet ist, die durch den Lagerträgerkranz (120) definiert ist, wobei der Lagerkanal (127) ferner umfaßt: zumindest einen Abschnitt (129) mit konstanter Breite; und einen Abschnitt (131) mit variabler Breite.2. Coupling arrangement according to claim 1, wherein the bearing channel ( 127 ) is formed between a cam surface ( 128 ), which is defined by the locking ring ( 102 ), and an outer surface ( 125 ), which is defined by the bearing carrier ring ( 120 ), wherein the storage channel ( 127 ) further comprises: at least one portion ( 129 ) of constant width; and a variable width section ( 131 ).

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Sperrkranz (102) ferner eine Bohrung (108) bildet, der Lagerträgerkranz (120) ferner eine Bohrung (122) bildet und die Kupplungsanordnung ferner um faßt: eine Welle (110), die so bemessen ist, daß sie in beiden Bohrun gen (108, 122) aufnehmbar ist, wobei der Sperrkranz (102) und der Lagerträgerkranz (120) auf der Welle (110) angeordnet sind.3. Coupling arrangement according to claim 1, wherein the locking ring ( 102 ) further forms a bore ( 108 ), the bearing bracket ring ( 120 ) further forms a bore ( 122 ) and the clutch arrangement further comprises: a shaft ( 110 ) which is dimensioned so that it can be received in both bores ( 108 , 122 ), the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ) being arranged on the shaft ( 110 ).

4. Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, ferner mit: einer Spulenanordnung (132) benachbart des Lagerträgerkranzes (120), wobei die Spulenanordnung (132) anregbar ist, um eine Rela tivbewegung zwischen dem Lagerträgerkranz (120) und der Spulen anordnung (132) zu verhindern.4. The clutch assembly of claim 3, further comprising: a coil assembly ( 132 ) adjacent the bearing bracket ( 120 ), the coil assembly ( 132 ) being stimulable to prevent relative movement between the bearing bracket ( 120 ) and the coil assembly ( 132 ) .

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Spulenanordnung (132) fer ner umfaßt: zumindest einen Rahmen (134); der um die Welle (110) herum angeordnet ist, und eine Spule (138) in einer umgebenden Beziehung mit dem Rah men (134).5. The assembly of claim 4, wherein the coil assembly ( 132 ) further comprises: at least one frame ( 134 ); disposed around the shaft ( 110 ) and a spool ( 138 ) in surrounding relationship with the frame ( 134 ).

6. Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Lagerträgerkranz (120) fer ner einen Lagerhalteflansch (124) bildet, um das Lager (126) in dem Lagerkanal (127) zu halten, wobei der Lagerhalteflansch (124) ma gnetisch mit der Spulenanordnung (132) gekoppelt ist, wenn die Spule (138) angeregt ist, um zu verhindern, daß sich der Lagerträger kranz (120) relativ zu der Spulenanordnung (132) bewegen kann. 6. Arrangement according to claim 4, wherein the bearing support ring ( 120 ) further forms a bearing flange ( 124 ) to hold the bearing ( 126 ) in the bearing channel ( 127 ), the bearing flange ( 124 ) being magnetically connected to the coil arrangement ( 132 ) is coupled when the coil ( 138 ) is excited to prevent the bearing bracket rim ( 120 ) from moving relative to the coil assembly ( 132 ).

7. Anordnung nach Anspruch 4, ferner mit: einem Spulengehäuse (140), das die Spule (138) und den Rahmen (134) umgibt.7. The arrangement of claim 4, further comprising: a coil housing ( 140 ) surrounding the coil ( 138 ) and the frame ( 134 ).

8. Anordnung nach Anspruch 5, ferner mit: einer Verbindungsstange (116), die sich von dem Sperrkranz (102) erstreckt, wobei die Verbindungsstange (116) mechanisch mit einer Getriebesteuerverbindung (166) gekoppelt ist, wobei die Getriebesteu erstange mechanisch mit einem Automatikgetriebe (164) gekoppelt ist.The assembly of claim 5, further comprising: a connecting rod ( 116 ) extending from the ratchet ring ( 102 ), the connecting rod ( 116 ) mechanically coupled to a transmission control link ( 166 ), the transmission control rod mechanically coupled to an automatic transmission ( 164 ) is coupled.

9. Unidirektionale Kugelkupplung mit: zumindest einem Lagerkanal (127), der zwischen zwei konzentri schen Kränzen (102, 120) ausgebildet ist, wobei der Lagerkanal (127) einen Abschnitt (129) mit konstanter Breite aufweist, der zu einem Abschnitt (131) mit variabler Breite führt, und zumindest einem Lager (126), das in dem Lagerkanal (127) ange ordnet ist, wobei das Lager (126) mit den Abschnitten (129, 131) zu sammenwirkt, um eine Drehbewegung zwischen den beiden konzen trischen Kränzen in einer ersten Richtung zu verhindern und eine Drehbewegung zwischen den Kränzen in einer zweiten Richtung zu zulassen.9. Unidirectional ball coupling with: at least one bearing channel ( 127 ) which is formed between two concentric rings ( 102 , 120 ), the bearing channel ( 127 ) having a section ( 129 ) with a constant width, which forms a section ( 131 ) leads with variable width, and at least one bearing ( 126 ) which is arranged in the bearing channel ( 127 ), the bearing ( 126 ) cooperating with the sections ( 129 , 131 ) to provide a rotational movement between the two concentric rings to prevent in a first direction and to allow rotation between the rings in a second direction.

10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, wobei die konzentrischen Kränze einen Lagerträgerkranz (120) umfassen, der zumindest teil weise in einem Sperrkranz (102) angeordnet ist. 10. Coupling arrangement according to claim 9, wherein the concentric rings comprise a bearing support ring ( 120 ) which is at least partially arranged in a locking ring ( 102 ).

11. Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Lagerkanal (127) zwischen einer Nockenfläche (128), die durch den Sperrkranz (102) definiert ist, und eine zylindrische Außenfläche (125) ausgebildet ist, die durch den Lagerträgerkranz (120) definiert ist, wobei die Nocken fläche (128) zumindest ein Segment umfaßt, das sich in Richtung des Lagerträgerkranzes (120) erstreckt.11. Coupling arrangement according to claim 10, wherein the bearing channel ( 127 ) is formed between a cam surface ( 128 ), which is defined by the locking ring ( 102 ), and a cylindrical outer surface ( 125 ), which is defined by the bearing carrier ring ( 120 ), wherein the cam surface ( 128 ) comprises at least one segment which extends in the direction of the bearing support ring ( 120 ).

12. Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Sperrkranz (102) ferner eine Bohrung (108) bildet, der Lagerträgerkranz (120) ferner eine Bohrung (122) bildet und die Kupplungsanordnung ferner um faßt: eine Welle (110), die so bemessen ist, daß sie in beiden Bohrun gen (108, 122) aufnehmbar ist, wobei der Sperrkranz (102) und der Lagerträgerkranz (120) auf der Welle (110) angeordnet sind.12. Coupling arrangement according to claim 10, wherein the locking ring ( 102 ) further forms a bore ( 108 ), the bearing bracket ring ( 120 ) further forms a bore ( 122 ) and the clutch arrangement further comprises: a shaft ( 110 ) which is dimensioned so that it can be received in both bores ( 108 , 122 ), the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ) being arranged on the shaft ( 110 ).

13. Kupplungsanordnung nach Anspruch 12, ferner mit: einer Spulenanordnung (132) benachbart des Lagerträgerkranzes (120), wobei die Spulenanordnung (132) anregbar ist, um eine Dreh bewegung zwischen dem Lagerträgerkranz (120) und der Spulenan ordnung (132) zu verhindern.13. The clutch assembly of claim 12, further comprising: a coil assembly ( 132 ) adjacent the bearing bracket ( 120 ), the coil assembly ( 132 ) being stimulable to prevent rotational movement between the bearing bracket ( 120 ) and the coil assembly ( 132 ) .

14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Spulenanordnung (132) ferner umfaßt: zumindest einen Rahmen (134), der um die Welle (110) herum angeordnet ist; und eine Spule (138) in einer umgebenden Beziehung mit dem Rah men (134). 14. The assembly of claim 13, wherein the coil assembly ( 132 ) further comprises: at least one frame ( 134 ) disposed around the shaft ( 110 ); and a spool ( 138 ) in surrounding relationship with the frame ( 134 ).

15. Aufbau nach Anspruch 14, wobei der Lagerträgerkranz (120) ferner einen Lagerhalteflansch (124) bildet, der sich radial auswärts von dem Lagerträgerkranz (120) erstreckt, um das Lager (126) in dem La gerkanal (127) zu halten, wobei der Lagerträgerkranz (120) mit der Spulenanordnung (132) magnetisch gekoppelt ist, wenn die Spule (138) angeregt ist, um eine Drehung des Lagerträgerkranzes (120) relativ zu der Spulenanordnung (132) zu verhindern.15. The assembly of claim 14, wherein the bearing bracket ( 120 ) further defines a bearing flange ( 124 ) that extends radially outward from the bearing bracket ( 120 ) to hold the bearing ( 126 ) in the bearing channel ( 127 ), wherein the bearing bracket ( 120 ) is magnetically coupled to the spool assembly ( 132 ) when the spool ( 138 ) is energized to prevent rotation of the bearing bracket ( 120 ) relative to the spool assembly ( 132 ).

16. Anordnung nach Anspruch 15, ferner mit: einem Spulengehäuse (140), das die Spule (138) und den Rahmen (134) umgibt.16. The arrangement of claim 15, further comprising: a coil housing ( 140 ) surrounding the coil ( 138 ) and the frame ( 134 ).

17. Anordnung nach Anspruch 16, ferner mit: einer Verbindungsstange (116), die sich von dem Sperrkranz (102) erstreckt, wobei die Verbindungsstange (116) mit einer Getriebesteu erverbindung (166) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Getriebesteu erstange mechanisch mit einem Automatikgetriebe (164) gekoppelt ist.17. The arrangement of claim 16, further comprising: a connecting rod ( 116 ) extending from the locking ring ( 102 ), the connecting rod ( 116 ) being mechanically coupled to a transmission control connection ( 166 ), the transmission control rod being mechanically coupled to a Automatic transmission ( 164 ) is coupled.

18. Elektromechanisches Getriebesperrsystem mit: einer Fahrzeugenergieversorgung (152); einem Zündschalter (154), der mit der Fahrzeugenergieversorgung (152) elektrisch gekoppelt ist; einem Bremspedal (160); einer Kugelkupplung (100), die mit dem Zündschalter (154) und dem Bremspedal (160) elektrisch gekoppelt ist; und einem Automatikgetriebe (164), das mechanisch mit der Kugel kupplung (100) gekoppelt ist. 18. Electromechanical transmission lock system comprising: a vehicle power supply ( 152 ); an ignition switch ( 154 ) electrically coupled to the vehicle power supply ( 152 ); a brake pedal ( 160 ); a ball clutch ( 100 ) electrically coupled to the ignition switch ( 154 ) and the brake pedal ( 160 ); and an automatic transmission ( 164 ) mechanically coupled to the ball clutch ( 100 ).

19. System nach Anspruch 18, wobei die Kugelkupplung (100) umfaßt: einen Sperrkranz (102); einen Lagerträgerkranz (120), der so bemessen ist, daß er zumin dest teilweise in dem Sperrkranz (102) aufnehmbar ist; einen Lagerkanal (127), der zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) ausgebildet ist; und zumindest ein Kugellager (126), das in dem Lagerkanal (127) an geordnet ist.19. The system of claim 18, wherein the ball coupling ( 100 ) comprises: a ratchet ring ( 102 ); a bearing support ring ( 120 ) which is dimensioned such that it can at least partially be accommodated in the locking ring ( 102 ); a bearing channel ( 127 ) formed between the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ); and at least one ball bearing ( 126 ), which is arranged in the bearing channel ( 127 ).

20. System nach Anspruch 19, wobei der Lagerkanal (127) zwischen ei ner Nockenfläche (128), die durch den Sperrkranz (102) definiert ist, und eine Außenfläche (125) ausgebildet ist, die durch den Lagerträ gerkranz (120) definiert ist, wobei der Lagerkanal (127) ferner umfaßt: einen Abschnitt (129) mit konstanter Breite, der zuläßt, daß das Lager (126) in einer Richtung frei drehbar ist, um eine relative Dreh bewegung zwischen dem Sperrkranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) zuzulassen; und einen Abschnitt (131) mit variabler Breite, der zuläßt, daß das La ger (126) zwischen der Nockenfläche (128) und der Außenfläche (125) verkeilbar ist, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Sperr kranz (102) und dem Lagerträgerkranz (120) zu verhindern.20. The system of claim 19, wherein the bearing channel ( 127 ) is formed between a cam surface ( 128 ), which is defined by the locking ring ( 102 ), and an outer surface ( 125 ), which is defined by the bearing carrier ring ( 120 ) wherein the bearing channel ( 127 ) further comprises: a portion ( 129 ) of constant width that allows the bearing ( 126 ) to rotate freely in one direction to provide relative rotational movement between the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ) allow; and a variable width section ( 131 ) that allows the bearing ( 126 ) to be keyed between the cam surface ( 128 ) and the outer surface ( 125 ) to provide relative rotational movement between the locking ring ( 102 ) and the bearing bracket ring ( 120 ) to prevent.

21. System nach Anspruch 20, wobei die Kugelkupplung (100) ferner umfaßt: eine Spulenanordnung (132) benachbart des Lagerträgerkranzes (120), wobei die Spulenanordnung (132) anregbar ist, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Lagerträgerkranz (120) und der Spu lenanordnung (132) zu verhindern.The system of claim 20, wherein the ball coupling ( 100 ) further comprises: a coil assembly ( 132 ) adjacent the bearing bracket ( 120 ), the coil assembly ( 132 ) being stimulable to cause relative rotational movement between the bearing bracket ( 120 ) and the track prevent len arrangement ( 132 ).